В мире астрофизики появилось открытие, способное перевернуть привычные взгляды на природу черных дыр. Группа ученых обнаружила, что черные дыры, поглощающие материю, не могут одновременно выбрасывать мощные потоки плазмы и создавать энергетические ветры. Эти процессы, как выяснилось, сменяют друг друга, словно качели на детской площадке, и именно этот механизм определяет, как черные дыры взаимодействуют с окружающей их Вселенной.
Исследование проводилось на примере системы 4U 1630−472, где черная дыра массой примерно в десять солнечных активно поглощает вещество с соседней звезды. За три года наблюдений с помощью рентгеновского инструмента NICER на борту Международной космической станции и радиотелескопа MeerKAT ученые зафиксировали удивительную закономерность: когда черная дыра выбрасывает в пространство высокоскоростной джет, ветры практически исчезают, и наоборот — при усилении ветров джеты прекращаются.
Внутренний конфликт
Этот своеобразный энергетический конфликт внутри аккреционного диска черной дыры стал настоящей сенсацией для научного сообщества. Оказалось, что джеты и ветры словно борются за одни и те же ресурсы — материю, поступающую в аккреционный диск. При этом, несмотря на смену режимов, общий объем энергии и массы, выбрасываемых в космос, остается примерно одинаковым. Это говорит о том, что черная дыра поддерживает стабильный уровень активности, просто меняя форму выбросов.
Ученые отмечают, что подобная саморегуляция может быть связана не с количеством поступающего вещества, а с особенностями магнитных полей внутри диска. Именно они, по всей видимости, определяют, будет ли черная дыра выбрасывать джет или создавать ветровой поток. Такой механизм позволяет черным дырам не только поглощать материю, но и контролировать, как и в каком виде она возвращается в межзвездное пространство.
Влияние на галактики
Открытие, сделанное на примере 4U 1630−472, имеет далеко идущие последствия для понимания эволюции галактик. Ведь именно газы и пыль, выбрасываемые черными дырами, становятся строительным материалом для новых звезд. Если черная дыра регулирует эти потоки, она фактически управляет скоростью звездообразования и, как следствие, ростом всей галактики.
Ранее считалось, что черные дыры лишь разрушают окружающее пространство, поглощая все на своем пути. Теперь становится ясно: их роль куда сложнее и тоньше. Они способны не только разрушать, но и создавать условия для рождения новых светил, выступая в роли своеобразных дирижеров космического оркестра.
Технологии наблюдений
Для фиксации столь тонких процессов понадобились самые современные инструменты. NICER, установленный на МКС, позволил детально изучить рентгеновское излучение, исходящее от аккреционного диска, а радиотелескоп MeerKAT — зафиксировать джеты, вырывающиеся из полюсов черной дыры. Совместное использование этих технологий дало возможность увидеть, как черная дыра буквально переключается между двумя режимами работы.
Подобные наблюдения открывают новые горизонты для изучения не только отдельных черных дыр, но и процессов, происходящих в масштабах целых галактик. Теперь ученые могут более точно моделировать, как формируются и эволюционируют звездные системы, а также как черные дыры влияют на распределение вещества во Вселенной.
Космические качели
Само сравнение черных дыр с качелями оказалось не случайным. Как и на детской площадке, где движение в одну сторону исключает движение в другую, черная дыра не может одновременно выбрасывать джеты и создавать ветры. Этот баланс, по мнению исследователей, и определяет, насколько активно черная дыра влияет на свою галактику.
В будущем подобные открытия могут привести к пересмотру многих теорий о формировании звезд и галактик. Уже сейчас ясно: черные дыры — не просто пожиратели материи, а сложные механизмы, способные тонко настраивать процессы в космосе. Их роль в эволюции Вселенной гораздо значительнее, чем предполагалось ранее.
Если Вы не знали, NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) — это уникальный рентгеновский телескоп, установленный на борту Международной космической станции. Он предназначен для изучения нейтронных звезд и черных дыр, а также их взаимодействия с окружающей средой. MeerKAT — крупнейший радиотелескоп в Южной Африке, входящий в состав международного проекта по исследованию космоса. Благодаря этим инструментам астрономы получают данные, которые позволяют раскрывать самые сложные тайны Вселенной.
